水在 4度時密度最大,從微觀上怎樣解釋

2021-05-04 04:46:07 字數 5593 閱讀 3167

1樓:匿名使用者

在一般情況下,當物體的溫度升高時,物體的體積膨脹、密度減小,也就是通常所講的「熱脹冷縮」現象。然而水在由0℃溫度升高時,出現了一種特殊的現象。水的密度隨溫度由0℃上升到4℃的過程中,水的密度逐漸加大;溫度由4℃繼續上升的合過程中,水的密度逐漸減小;水在4℃時的密度最大。

水在0℃至4℃的範圍內,呈現出「冷脹熱縮」的現象,稱為反常膨脹。水的反常膨脹現象可以用氫鍵、締合水分子理論予以解釋。

水在攝氏4度時密度最大之謎

多年來,科學家通過理論計算與實驗,一直在進行水的非晶態多樣性研究。水通常在攝氏零度時結冰。但水在攝氏零度以下時也可保持液體狀態,稱作過冷卻水。

當過冷卻水到達臨界點以下時就會分離出兩種狀態,既低密度水和高密度水。與此相對應,也存在低密度和高密度兩種非晶態冰。由於水在低溫時易於結冰,也由於沒有非晶態冰之間互相轉移的現存理論,水的非晶態多樣性學說存在很多爭論。

其中之一就是兩種密度的非晶態水是否會發生連續轉移。

日本科學家的這項研究,觀察了高密度非晶態冰(hda)向低密度非晶態冰( lda)變化的過程。發現 h da在零下158攝氏度以下時整體均一膨脹,在零下158攝氏度時隨著不均一的體積變化迅速向 l da轉移。在轉移過程中,出現兩種成分共存狀態,隨著時間推移, h da和lda逐漸分離。

研究證實,低溫下兩種水之間的轉移是不連續的。

科學家認為,這項研究成果是揭開水領域各種問題的重大突破,將對今後過冷卻水等研究產生重大影響,同時將帶動對同溫層中的雲的研究及在冰點下活動的動植物細胞記憶體在的過冷卻水的研究。如果今後能夠控制這兩種水的臨界點,就可以自由控制水的結晶,對人類控制地球環境和開發生物冷卻儲存技術極有價值。

和氫鍵有關

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度升高到3.98℃(101kpa)時水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續升高在3.

98℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。水溫降到0℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如圖所示。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

另外,拆散締合分子需要消耗一定的能量,這也足以說明為什麼水有較大的比熱的緣故

這裡所說的「締合分子」就是因為氫鍵而形成的。

氫鍵形成的主要原因是陰離子奪取電子的能力很強,使非同分子的氫原子也向它靠近,它是一種比分子間作用力強的多的力,因而可以使很多分子集中在一起,形成超大規模的分子集團,可使物質的融沸點升高。

2樓:四月諾兒

簡單解釋,就是水分子間距離達到最小。說明,分子是有空隙的

電是誰發明的?

3樓:口才叔

2023年,歷史上第一個電池——提供穩定連續電流的電源裝置——即伏打電堆誕生了.

4樓:末你要

1、電是被美國的科學家富蘭克林發明的。

2、2023年,美國的科學家富蘭克林(benjamin franklin,1706~1790)認為電是一種沒有重量的流體,存在於所有物體中。當物體得到比正常份量多的電就稱為帶正電;若少於正常份量,就被稱為帶負電,所謂「放電」就是正電流向負電的過程(人為規定的),這個理論並不完全正確,但是正電、負電兩種名稱則被保留下來。此時期有關「電」的觀念是物質上的主張。

3、2023年,富蘭克林提出了風箏實驗(。其他科學家在實驗中,將繫上鑰匙的風箏用金屬線放到雲層中,被雨淋溼的金屬線將空中的閃電引到手指與鑰匙之間,證明了空中的閃電與地面上的電是同一回事。後來他根據這個原理,發明了避雷針。

4、富蘭克林讓別人做了多次實驗,進一步揭示了電的性質,並提出了電流這一術語。富蘭克林對電學的另一重大貢獻,就是通過設計2023年著名的風箏實驗,「捕捉天電」,證明天空的閃電和地面上的電是一回事。

5樓:匿名使用者

電是被美國的科學家富蘭克林發明

的。電本來就存在,不是發明的,應該用發現。 美國科學家富蘭克林經過風箏實驗得到的電,並積聚在一個現在叫萊特瓶的容器中 也就是很多書中說,有一個人在一個雷雨天時,在風箏上放一個鑰匙,然後拉風箏的線(普通的棉線)另一端連線在萊特瓶(一個擁有2個金屬片,他們非常近但不接觸的容器)中,得到了電荷。

從此發現了電,並且證明了電的存在。

擴充套件資料電是個一般術語,是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。在大自然裡,電的機制給出了很多眾所熟知的效應,例如閃電、摩擦起電、靜電感應、電磁感應等等。

我們用的電池和伏特當初所製造的電池組,是運用相同的原理。電池的外殼都是由鋅製成;鋅的外面再會覆蓋一層塑料或洋鐵皮,以防止電池發生滲漏的情形。在電池裡沒有銀片或銅片,而是在正**有一根碳棒(像很粗的鉛筆芯)。

電池裡的碳棒和鋅的外殼之間裝的是濃稠的糊狀化學物質。

6樓:匿名使用者

電是客觀存在的。在2500多年前,古希臘人就發現用獸皮磨擦過的琥珀能吸引一些像絨毛、麥杆等一些輕小的東西,他們把這種現象稱作「電」。 公元2023年,英國醫生吉爾伯特做了多年的實驗,把電吸引現象,最先使用了「電力」、「電吸引」等專用術語,因此被人稱他是電學研究之父。

在吉爾伯特之後的200年中,又有很多人做過多次試驗,不斷地積累對電的現象的認識。2023年法國人杜伐發現了同號電相互排斥、異性電相互吸引的現象。1745,普魯士的克萊斯特在實驗中發現了放電現象。

2023年,美國的科學家富蘭克林發現的。為了對電進行探索曾經作過著名的「風箏實驗」,在電學上成就顯著;為了深入**電運動的規律,創造的許多專用名詞如正電、負電、導電體、電池、充電、放電等成為世界通用的詞彙。他借用了數學上正負的概念,第一個科學地用正電,負電概念表示電荷性質。

並提出了電荷不能創生、也不能消滅的思想,後人在此基礎上發現了電荷守恆定律。並提出了電流這一術語。

7樓:趙文星空絮雨

世界焊接發展史話公元

8樓:懂我麗麗

「電」這個名詞是由希臘語「琥珀」轉來的  人類最早發現的電現象是摩擦起電現象。公元前600年左右,古希臘正處於文化鼎盛的時期,貴族婦女外出時都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,帶琥珀做的首飾。

琥珀是一種樹脂化石,把它對著光就呈顯出黃色或紅色的鮮豔色澤,是當 時較為貴重的裝飾品。人們外出時,總把琥珀首飾擦拭得乾乾淨淨。但是,不管擦得多幹淨,它很快就會吸上層灰塵。

雖然許多人都注意到這個現象,但一時都無法解釋它。

有個叫泰勒斯的希臘人,研究了這個神奇的現象。經過仔細的觀察和思索,他注意到掛在頸項上 的琥珀首飾在人走動時不斷晃動,頻繁地摩擦身上的絲綢衣服,從而得到啟發。經過多次實驗,泰勒斯發現用絲綢摩擦過的琥珀確實具有吸引灰塵、絨毛、麥稈等輕小物體的能力 。

於是,他把這種不可理解的力量叫做「電」。

2023年義大利醫生加法尼通過從動物組織對電流的反應開始研究化學作用而不是靜電產生的電流。

2023年義大利物理學家伏特表明,加法尼的電流不是**於動物,把任何潮溼物體放在兩個不同金屬之間都會產生電流。這一發現直接導致伏特在2023年發明了世界上第一塊電池。

2023年英國物理學家法拉第發明了世界上第一臺電動機。

2023年法拉第發現當磁鐵穿過一個閉合線路時,線路內就會有電流產生,這個效應叫電磁感應。

2023年愛迪生髮明瞭世界上第一隻實用的白熾燈泡。

1882 年在紐約曼哈頓地區投運的珍珠街發電廠被稱為世界最早的發電廠,它擁有 6 臺 120 kw 的蒸汽機發電機組。

電是一種自然現象,指電荷運動所帶來的現象。自然界的閃電就是電的一種現象。電是像電子和質子這樣的亞原子粒子之間產生的排斥力和吸引力的一種屬性。

它是自然界四種基本相互作用之一。電子運動現象有兩種:我們把缺少電子的原子說為帶正電荷,有多餘電子的原子說為帶負電荷。

電是個一般術語,是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。在大自然裡,電的機制給出了很多眾所熟知的效應,例如閃電、摩擦起電、靜電感應、電磁感應等等。

9樓:匿名使用者

電是愛迪生髮明的,並且愛迪生也是一個發明家,是我們的歷史人物。

10樓:★撒比

應該說是怎麼發現的 呵呵 遠在2500多年前,古希臘人就發現用毛皮磨擦過的琥珀能吸引一些像絨毛、麥杆等一些輕小的東西,他們把這種現象稱作「電」。 公元2023年,英國醫生吉爾伯特(1544~1603)做了多年的實驗,發現了「電力」,「電吸引」等許多現象,並最先使用了「電力」、「電吸引」等專用術語,因此許多人稱他是電學研究之父。在吉爾伯特之後的200年中,又有很多人做過多次試驗,不斷地積累對電的現象的認識。

2023年法國人杜伐發現了同號電相互排斥、異號電相互吸引的現象。1745,普魯士(德國的前身)的一位副主教克萊斯特在實驗中發現了放電現象。 18世紀中葉,在大洋彼岸的美國,大電學家富蘭克林又做了多次實驗,進一步揭示了電的性質,並提出了電流這一術語。

他認為電是一種沒有重量的流體,存在於所有的物體之中。如果一個物體得到了比它正常的份量更多的電,它就被稱之為帶正電(或「陽電」);如果一個物體少於它正常份量的電,它就被稱之為帶負電(或「陰電」)。所謂放電就是正電流向負電的過程。

富蘭克林的這一說法,在當時確實能夠比較圓滿地解釋一些電的現象,但對於電的本質的認識與我們現在的「兩個物體互相磨擦時,容易移動的恰恰是帶負電的電子」的看法卻是相反。 富蘭克林對電學的另一重大貢獻,就是通過2023年著名的風箏實驗,「捕捉天電」,證明天空的閃電和地面上的電是一回事。他用金屬絲把一個很大的風箏放到雲層裡去。

金屬絲的下端接了一段繩子,另在金屬絲上還掛了一串鑰匙。當時富蘭克林一手拉住繩子,用另一手輕輕觸及鑰匙。於是他立即感到一陣猛烈的衝擊(電擊),同時還看到手指和鑰匙之間產生了小火花。

這個實驗表明:被雨水溼透了的風箏的金屬線變成了導體,把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。這在當時是一件轟動一時的大事。

一年後富蘭克林製造出了世界上第一個避雷針。 電流現象的研究,對於人們深入研究電學和電磁現象有著重要的意義。最早開始電流研究的是義大利的解剖學教授伽伐尼(1737-1798)。

伽伐尼的發現源自於2023年的一次極為普通的閃電現象。閃電使伽伐尼解剖室內桌子上與鉗子和鑷子環連線觸的一隻青蛙腿發生痙攣現象。嚴謹的科學態度,使他沒有放棄對這個「偶然」的奇怪現象的研究。

他花費了整整12年的時間,研究象青蛙腿這種肌肉運動中的電氣作用。最後,他發現如果使神經和肌肉同兩種不同的金屬(例如銅絲和鐵絲)接觸,青蛙腿就會發生痙攣。這種現象是在一種電流回路中產生的現象。

但是,伽伐尼對這種電流現象的產生原因仍然未能回答,他認為蛙腿的痙攣現象是「動物電」的表現,由金屬絲構成的迴路只是一個放電迴路。 伽伐尼的看法在當時的科學界中引起了巨大的反響,但是,另一位義大利科學家伏打(1745~1827)不同意伽伐尼的看法,他認為電存在於金屬之中,而不是存在於肌肉中,兩種明顯不同的意見引起了科學界的爭論,並使科學界分成兩大派。 2023年春季,有關電流起因的爭論有了進一步的突破。

伏打發明瞭著名的「伏打電池」。這種電池是由一系列圓形鋅片和銀片相互交迭而成的裝置,在每一對銀片和鋅片之間,用一種在鹽水或其他導電溶液中浸過的紙板隔開。銀片和鋅片是兩種不同的金屬,鹽水或其他導電溶液作為電解液,它們構成了電流回路。

這是一種比較原始的電池,是由很多銀鋅電池連線而成的電池組。但在當時,伏打能發明這種電池確是很不容易的。 伏打電池的發明使人們第一次獲得了可以人為控制的持續電流,為今後電流現象的研究提供了物質基礎,也為電流效應的應用開啟了前景,並很快成為進行電磁學和化學研究的有力工具。

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